автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Штамповка точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок

На правах рукописи

ГОЛЫШЕВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ШТАМПОВКА ТОЧНЫХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ПОКОВОК С ПЕРЕМЕННЫМИ ДИАМЕТРОМ И ТОЛЩИНОЙ СТЕНКИ ИЗ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК

Специальность 05 03.05 - Технологии и машины обработки давлением

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

00316113В

Тула 2007

003161136

Работа выполнена на кафедре «Механика пластического формоизменения» в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель доктор технических наук

Басалаев Эдуард Петрович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Радченко Сергей Юрьевич доктор технических наук, профессор Талалаев Алексей Кирилович

Ведущая организация - ФГУП «ГНПП «Сплав»»

Защита состоится « 12 » ноября 2007 г в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 212 27101 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600, г Тула, ГСП, просп им Ленина, д 92, 9 корп , ауд 101)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Автореферат разослан « ¿Я^Я&^АгЯ2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

А Б Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Перед отечественным машиностроением стоит задача по разработке принципиально новых технологий и оборудования, конкурентоспособных на мировом рынке, позволяющих изготавливать изделия при наименьших затратах на их производство В настоящее время повышение эффективности процессов холодной штамповки остается одной из важных задач промышленного производства Наименьшая трудоемкость, высокая производительность, возможность ресурсосбережения - это основные требования, предъявляемые к внедряемым методам изготовления того или иного класса изделий

В различных отраслях промышленности широко используются ступенчатые трубные детали с переменными диаметром и толщиной стенки, где ступени с меньшим диаметром соответствует меньшая толщина стенки (переходники трубопроводов высокого давления, ниппели, сопла и т д) При существующих методах их изготовления коэффициент использования материала не превышает 0,5 при механической обработке толстостенной трубы и 0,85 при обжиме трубных заготовок с достаточно большим припуском под последующую механическую обработку. Одним из путей повышения эффективности процессов холодной объемной штамповки является изготовление точных поковок близких по своим геометрическим параметрам к готовому изделию Штамповка трубных заготовок с изменением диаметров и утонением стенки позволит значительно повысить эффективность изготовления ступенчатых деталей за счет снижения сроков их производства, повышения коэффициента использования материала и снижения трудоемкости последующей механической обработки.

В связи с чем, актуальным является дальнейшее развитие теоретических и экспериментальных исследований для разработки научно-обоснованных методик по реализации процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок

Работа выполнена в соответствии с грантом Президента РФ на поддержку ведущих научных школ на выполнение научных исследований (гранты № НШ-1456.2003 8 и № НШ-4190 2006 8), государственным контрактом Федерального агентства по науке и инновациям (№02 513.11 3299), грантом РФФИ №04-01-96712-р2004центр «Математическое моделирование процессов знакопеременного деформирования металлов и их сплавов» (2004-2006 гг.)

Цель работы. Повышение эффективности процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок путем теоретического и экспериментального обоснования технологических режимов деформирования, обеспечивающих уменьшение трудоемкости, металлоемкости и сокращения сроков изготовления точных осесимметричных поковок

Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи исследований:

1 Создать математическую модель процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из

трубных заготовок с учетом упрочнения и разупрочнения металла в процессе деформирования

2 Установить закономерности влияния технологических параметров и геометрии инструмента на силовые режимы и предельные возможности исследуемого процесса пластического деформирования

3 Провести экспериментальные исследования силовых режимов процессов обжима и обжима с утонением стенки трубных заготовок

4 Разработать научно-обоснованные рекомендации по проектированию технологических процессов получения точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок

5 Разработать технологический процесс изготовления поковки детали «Переходник трубопровода», использовать результаты исследований в промышленности и учебном процессе

Методы исследования. Деформированное состояние заготовки в процессе штамповки осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок принимается плоским, что оправдано малыми отношениями толщины стенки заготовки к диаметру Решение плоской задачи осуществлено методом верхних оценок с использованием ЭВМ путем построения разрывного поля скоростей, состоящего из жестких блоков Средние значения интенсивностей касательных напряжений на линиях разрыва определялись из уравнений для работ упрочнения при переходе через линии разрыва При проведении экспериментальных исследований использованы современные испытательные машины и регистрирующая аппаратура Обработка опытных данных проводилась методами математической статистики

Автор защищает:

- математическую модель процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок в конических матрицах с учетом упрочнения и разупрочнения металла в процессе деформирования,

- закономерности влияния технологических параметров и геометрии инструмента на силовые режимы и предельные возможности процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок,

- экспериментальные зависимости изменения толщины стенки на конусе поковки и силовых режимов процессов обжима и обжима с утонением от технологических параметров и геометрии инструмента,

- закономерности влияния технологических параметров и геометрии инструмента на формирование геометрических показателей качества изготавливаемых осесимметричных поковок обжимом с утонением,

- рекомендации по проектированию технологических процессов изготовления точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок,

- технологический процесс изготовления точной осесимметричной

поковки с переменными диаметром и толщиной стенки из трубной заготовки детали «Переходник трубопровода» из малоуглеродистой стали Научная новизна

- установлены закономерности изменения силовых режимов и предельных возможностей пластического формоизменения от технологических параметров и геометрии инструмента на основе разработанной математической модели процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменньми диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок с учетом упрочнения и разупрочнения металла в процессе деформирования,

- выявлены рациональные режимы формоизменения, обеспечивающие требуемые геометрические показатели качества изготавливаемых поковок из стали 20 на основе разработанной математической модели процесса обжима с утонением стенки

Практическая значимость. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по расчету технологических параметров процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок, обеспечивающие требуемые геометрические показатели качества изготавливаемых поковок из малоуглеродистой стали

Реализация работы. Разработан технологический процесс, обеспечивающий уменьшение трудоемкости и металлоемкости изготовления точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок Технологический процесс принят к внедрению в опытном производстве на ОАО «ТНИТИ» (г Тула) Отдельные результаты исследований использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов, в дисциплинах «Технология листовой штамповки» и «Новые технологические процессы и оборудование» для студентов, обучающихся по направлениям 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» и 150400 «Технологические машины и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением»

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международной молодежной научной конференции XXIX «Гагаринские чтения» (г Москва- МГТУ «МАТИ», 2003, 2007 г), на международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию кафедры «Высокоэнергетические устройства автоматических систем» (г Санкт-Петербург БГТУ «Военмех» им ДФ Устинова, 2005 г), на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2002-2007 гг)

Публикации. Основные научные результаты проведенных исследований отражены в 4 статьях центральной печати в межвузовских сборниках научных трудов входящих в «перечень ведущих научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора наук», в 2 статьях других научных изданий и 3 тезисах Всероссийских

и международных научно-технических конференций объемом 3,6 печ л , из них авторских — 0,5 печ л

Струюгура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 125 наименований, 3 приложений и включает 93 страницы машинописного текста, содержит 78 рисунков и 17 таблиц Общий объем -151 страница

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель работы, положения, выносимые на защиту, научная новизна, практическая ценность и реализация работы, приведены данные об апробации работы, публикациях, структуре и объеме диссертационной работы и краткое содержание разделов диссертации

В первом разделе рассмотрено современное состояние и технологические аспекты процессов холодной штамповки изготовления полых осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки, намечены пути повышения эффективности их изготовления Обоснована постановка задач исследований

Значительный вклад в развитие теории и практики процессов холодной обработки металлов давлением (ХОМД) внесли Б Авицур, ЮА Аверкиев, Ю А Алюшин, А А Богатов, М Н Горбунов, Г Я Гун, В Джонсон, А М Дмитриев, А А Ильюшин, Ш Кобаяши, В Л Колмогоров, X Кудо, В Д Кухарь, А Г Овчинников, В А Огородников, Е А Попов, ИП Реяне, ГА Смирнов - Аляев, Л Г Степанский, М В Сторожев, Д В Хван, С П. Яковлев, С С Яковлев и др

В проведенном обзоре существующих способов изготовления осесимметричных трубных поковок показано, что актуальным является дальнейшее развитие теоретических и экспериментальных исследований для разработки научно-обоснованных методик, обеспечивающих уменьшение трудоемкости, металлоемкости и сокращения сроков их изготовления

Операция штамповки точных осесимметричных поковок изделий с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок является операцией, совмещающей два полностью противоположных по знакам пластической деформации процесса в окружном, радиальном и осевом направлениях, те. в результате смены направления пластического деформирования происходит разупрочнение металла и появляется возможность его деформировать дальше без промежуточного отжига (рис 1) [3, 8].

Показано, что диаграмма !___? _

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

знакопеременному деформированию представляет собой пилообразную ломаную линию 2 (рис 2), расположенную между кривой упрочнения, соответствующей

квазимонотонному нагружению 1, и некоторой расчетной кривой,

сопротивления

материала

Рис 1 Распределение знаков пластической деформации

характеризующей условные пределы текучести при обратных нагружениях 3

Для инженерных расчетов принимается не ломаная, а монотонная кривая упрочнения, учитывающая эффект Баушингера (кривая 4).

Во втором разделе приведены зависимости, необходимые для определения механических

характеристик металла при смене направления деформирования Для упрощения полученных зависимостей приняты линейные законы упрочнения (разупрочнения) металла, которые определяются малыми пластическими деформациями того или иного знака (схемы преимущественного растяжения или сжатия) после предварительной пластической деформации изотропного материала в противоположном направлении

Уравнения для расчета предела текучести материала при растяжении ар

(сжатии <тс) после предшествующей деформации растяжения ер (сжатия ес)

представляют собой уравнения кривых упрочнения при одноосном соответственно растяжении и сжатии

ар=4зТ0+^Мер, сгс=4зТ0+^Мес, (1)

где 7"о — пластическая постоянная, равная пределу текучести материала при

чистом сдвиге, М — материальная константа

На основе анализа уравнений для расчета предела текучести при сжатии (растяжении) после предшествующей деформации растяжения (сжатия) показано, что предел текучести при сжатии (растяжении) в некотором направлении снижается, если предварительно в том же направлении было осуществлено растяжение (сжатие)

ос^4Ъ1\-1мгр, ар=4ътй-Ъ-Мвс (2)

Для удобства анализа технологических процессов с чередованием схем преимущественного растяжения и преимущественного сжатия уравнения (1) и (2) целесообразно объединить в уравнение

(3)

где знак "+" относится к случаю растяжения (сжатия) после растяжения (сжатия), знак "-" - к случаю сжатия (растяжения) после растяжения (сжатия)

В третьем разделе приведена математическая модель процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и

Рис 2 Схема сопротивления металла знакопеременной деформации

толщиной стенки из трубных заготовок в конических матрицах, протекающего в условиях плоского деформированного состояния, с учетом изменения механических свойств материала в процессе деформирования Установлены закономерности влияния технологических параметров и геометрии инструмента на силовые режимы и предельные возможности процесса штамповки точных осесимметричных поковок изделий с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок [7,9]

Материал заготовки считаем жесткопластическим, изотропным, несжимаемым и склонным к упрочнению по закону

а8=<т^+МГ3 (4)

В координатах Т и Г закон упрочнения имеет вид

Т = Т0+{И-4Ъ)МГ8 (5)

Для плоского деформированного состояния интенсивность деформаций сдвига Г1 равна наибольшему главному сдвигу |-Г|тах В формуле 5 Т и Г -

интенсивности касательных напряжений и деформаций сдвига Материальные константы 7о, М, 5 берутся из справочной литературы Принимая

М =(1/л/з )М , закон упрочнения записывается

Т = Т0+М Г*.

(6)

б)

Рис 3 Штамповка осесимметричной поковки с переменными диаметром и толщиной стенки а - схема процесса,

б - годограф скоростей

Кинематически допустимое поле скоростей зависит от двух параметров а и у, подлежащим определению из условия минимума удельной силы процесса Величина I определяется геометрически для каждой рассчитываемой поковки, тес учетом отношения толщин стенок второй и первой ступеней поковки (далее и отношения радиусов второй и первой ступеней поковки (далее т )

АВ, АО, СО, ВЭ, ВС. ¡5 а 8 находим из геометрических соображений (рис 3) с учетом величин /, а и у

Скорости Кь К2, УАВ, Ут, У3,

Рсд, УНАВ, У^ц), УНсо определяем из рассмотрения годографа скоростей (рис 3,6)

, Г-1, /"з - интенсивности деформаций сдвига в областях 1, 2, 3 рассчитываем по уравнениям

г^(УАВ^нав), Г2 = Г1+(УВО/УНВО),

Г2=Г2+(УсоГУНСо)

Средние значения интенсивностей касательных напряжений на линиях разрыва Т^ц, ТВ£,, Т^с определяем из уравнений для работ упрочнения А при переходе через линии разрыва с учетом зависимости (6). Г1 М*

Аав = I Т<1Г = То(Г1~Г0)+~(Г1!+1-Г$+1) = Тав(Г1-Г0),

Г2 м*

Аво = \ 7ИГ = г0 (Г2 - ^ ) + (Г|+1 - Г?+1) = Тво (Г2 - Г1), г1

где Го = 0 Тогда, и Тво определяем следующим образом

(8)

ТАВ=(То +

М 5 + 1

Твэ = 4 +

М I о -1 ,

5+1

(9)

Г2-Г!

Так как при переходе через линию разрыва СО знаки пластической деформации меняется на противоположные (растяжение на сжатие), значение интенсивности касательных напряжений Т^о уменьшаем на величину * V

М (Г2) (формула 3) Из уравнения для работы упрочнения А при переходе через линию разрыва СП с учётом зависимости (6) имеем

г3 ,*

АсВ= I таг=г0(г3 -г2)+^(г3*+1 -г^1) = тсо(г3 -г2),

Гг

5 + 1

следовательно Т^р определяем по следующему соотношению

Тсо =То +

М 1 т. ~1 ?

5 + 1 Гг-Г2 С учетом разупрочнения Год записываем

М

= тп+-

~ -—М*(Г2)5

5 + 1 Г3-Г2 Мощности разрывов составляют

ХАВ=ТАВ АВ У4В,

= ТВГ) ВО Ую. Хсо=тсв СБ Уев

(10)

(11)

(12)

При определении верхней оценки удельной силы процесса с учетом трения, мощности на трение вдоль границ АО и ЭЕ рассчитываем соответственно

Ило=цТ1АВУхЛ

где /1 - коэффициент Прандтлева трения (0< /и< 1).

Т\ и 7з - интенсивности касательных напряжений в областях 1 и 3 вычислям согласно выражениям-

(14)

Тх=Тц+М*г(,

г3=г0+м*г|

(15)

Верхнюю оценку удельной силы процесса с учетом трения вычисляем

Р = { 1/(/о ^о)) {^АВ + кво + Мао + ыАО + Ное) (16) Наилучшую верхнюю оценку р определяем численными методами из условий

др/да = 0, др/ду = 0 (17)

По приведенной выше методике, с учетом разупрочнения при переходе через линию разрыва СБ, рассчитана удельная сила процесса штамповки точной осесимметричной поковки из трубной заготовки Опираясь на гипотезу о существовании у каждого материала единой для всех видов напряженного состояния и истории нагружения кривой течения (упрочнения) или диаграммы деформирования, материальные константы М, 5 считаем едиными для расчета интенсивности касательных напряжений как при растяжении, так и при сжатии Материал заготовки - сталь 20 с характеристиками при холодном деформировании сг0 = 280,3 МПа, М= 418,3 МПа и 5 =0,39

Так как приняты специальные меры против потери устойчивости заготовки, вводим ограничения на допустимое изменение толщины стенки заготовки на торце Возможности формоизменения без изменения начальной толщины стенки заготовки на торце, передающем силу процесса, оцениваем из условия, что максимальная величина осевого напряжения ах, передающегося на стенку, не превышает величины напряжения

К ^ СТ.

аз„р=а'*х Л<Р), (18)

где <т'3 - сопротивление металла пластическому деформированию в условиях плоского деформированного состояния при заданной величине изменения начальной толщины стенки заготовки, /(<р) - функция, определяемая экспериментально и зависящая от угла конусности матрицы <р

В расчетах принимаем /(^>) = 1,47-0,131#> (единица измерения (р рал или к а величину а\ , соответствующую изменению начальной толщины

и

стенки на 1% с учетом геометрических размеров изделия определяем как а'15х =с"о ((100 + 3) /100) Далее считаем, что при превышении удельной силы

процесса величины <т5 будет наблюдаться осадка торца заготовки

Показано, что уменьшение т с 0,9 до 0,85 не оказывает существенного влияния на изменение удельной силы процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок и увеличение ее не превышает 5%

Резулыы расчета по определению удельной силы процесса представлены графически на рис 4 в виде зависимости р от угла конусности матрицы <з = 2-37 и величины / Величину I вычисляем для отношения радиусов второй и первой ступени рассчитываемой поковки т = 0,85 при г/*о = 1, 0,9,

Рис 4 Зависимости удельной силы процесса р от угла конусности матрицы <р и величины I а - / при (/(0=1, т- 0,85,6-1 при =0,8, т = 0,85 В результате расчета удельной силы процесса, показано, что уменьшение отношения с 1 до 0,8 сопровождается увеличением удельной силы

процесса р в среднем на 15 - 20% при прочих равных условиях деформирования

Показано, что интервал углов конусности матрицы, в пределах которого наблюдается устойчивое протекание процесса, сужается при уменьшении отношения ¿/¿о и увеличении коэффициента трения ц При величине / соответствующей т = 0,85 и отношению 1/1о =1, интервал углов устойчивого протекания процесса составляет ^»=7-23° При I соответствующей »г = 0,85 и отношению г/¿о =0,8 интервал углов устойчивого протекания процесса сужается до <г> = 11 -16 ° (рис 4)

Показано, что учет разупрочнения при смене знака пластической деформации при расчете удельной силы процесса штамповки осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок позволил снизить величину р на 5—20% по сравнению с расчетом без учета

разупрочнения и расширить границы области устойчивого протекания процесса в среднем на 5°

В четвертом разделе приведены результаты экспериментальных исследований по определению удельной силы и утолщения стенки заготовки на конусе в процессе реализации операций обжима и обжима с утонением стенки трубных заготовок [1,4,6].

В экспериментальных исследованиях рассматриваем широкий диапазон изменения диаметров поковки в процессах обжима и обжима с утонением стенки, реализуемых с наружным подпором, с целью установления характера изменения толщины стенки на конусе и на торце поковки Данные результаты позволяют проектировать эффективные технологические процессы, обеспечивающие геометрическую точность изготовляемых поковок

В качестве исходных заготовок используются трубные образцы из стали 20 диаметром Во =76 мм, толщиной стенки г0 =3,6-4,4 мм, высотой 75 мм Заготовки подвергали предварительному рекристализационному отжигу.

С помощью аппарата математической статистики и планирования эксперимента произведен выбор вида математической модели процесса и плана эксперимента В качестве плана эксперимента выбран симметричный, некомпозиционный, квази Б-оптимальный план Л Л Песочинского для трех варьируемых факторов (& = 3) Для каждой группы фиксируемых параметров проводилось по три опыта Измерения утолщения стенки заготовки проводилось с помощью индикатора часового типа ИЧ-10 Гост 577-60 с точность до 0,01 мм

В качестве варьируемых факторов для операции обжима с утонением стенки трубных заготовок приняты Х\- угол конусности матрицы д>\ отношение радиусов второй и первой ступеней поковки т, Х^ - отношение толщин стенок второй и первой ступеней поковки t/t() В качестве выходных параметров, характеризующих процесс деформирования, приняты удельная сила процесса (Р/5)/сг0, (где 5' - площадь поперечного сечения заготовки на торце начального участка, после проведения технологической операции), относительные толщины стенок поковки на конусе и на торце /у /(0

Необходимые расчеты по определению коэффициентов регрессии были выполнены по программе 11атЗ_10ехе, разработанной на кафедре МПФ ТулГУ С учетом рассчитанных коэффициентов уравнения регрессии для выходных параметров (удельная сила процесса - у\, относительная толщина стенки поковки на конусе - У2, относительная толщина стенки поковки на торце — у^) принимают вид

УХ - 2,13 + ОД 51x1 - 0,288x2 ~ 0,178*3 + 0,087*1*! + + 0,053*2*2 + 0,047*з*з; >>2 = 1,2669 + 0,0425*! - 0,0675*2 - 0,0725*3 + 0,0275.^*3 --0,0175*2*з +0,015643*3*3,

(19)

УЗ =!,066 +0,032л, -0,040*2 -0.04*3 +

+ 0,024*2*3 -I 0,01*,.*].

На рис. 5-6 показаны графические зависимости удельной силы процесса обжима с утонением стенки заготовки от технологических параметров и геометрии инструмента.

Рис. 5 Зависимость удельной силы процесса (Р/ 3) /ст() от от технологических параметров и геометрии инструмента при отношении ¡/¡(¡-1:

Рис, 6. Зависимость удельной силы процесса (Р! 8}!о¡] от от

технологических параметров и геометрии инструмента при отношении I /?о = 0,8 : а) поверхность; б) сечение плоскостями разного уровня Показано, что увеличение отношения толщин стенок второй и первой ступеней поковки ¡7 ¿о с 0,8 до 1 приводит к уменьшению потребной удельной силы процесса на 10 - 25%, а увеличение величины т с 0,65 до 0,85 приводит к уменьшению силовых параметров на 20 - 25%. Установлено, что на увеличение толщины стснки на конусе заготовки оказывает наибольшее влияние ///о- При

отношении ///0=0,8 утолщение стенки поковки на конусе достигает максимального значения (к/<0 = 1,35 ч-1,45 . Установлено, что оптимальные углы конусности матрицы, характеризующиеся минимальной удельной силой процесса находятся в интервале <р = 12-И5°.

Показано, что расхождение теоретических расчетов удельной силы процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменным« диаметром и толщиной стежки из трубных заготовок с экспериментальными значениями не превышает 15%.

На рис. 7-8 показаны графические зависимости утолщения стенки поковки на торце от технологических параметров и геометрии инструмента.

а

б

Рис. 7. Зависимость утолщения стенки поковки на торце Гу /¡0 от технологических параметров и геометрии инструмента при отношении // а) поверхность, б) сечение плоскостями разного уровня

Рие. 8. Зависимость утолшеиия стенки поковки на торце 1Т //0 от технологических параметров и геометрии инструмента при отношении ///О = 0.8: а) поверхность; б) сечение плоскостями разного уровня

Установлено, что уменьшение Г//д с 1 до 0,8 при т = 0,85 сужает границы устойчивого протекания процесса (утолщение торца менее 1%) с <р = \2-2А° до ^=12-14° При т = 0,8 процесс протекает устойчиво только с / / /о = 1 в пределах ^ = 12-18° Показано, что при »г <0,8 с I/<1 наблюдается осадка торца поковки с увеличением его толщины для любых углов конусности матрицы <р Так, при т = 0,65, Г/?о =0,8 и д> = 32° утолщение торца поковки достигает максимального значения 1Т / ¿о = 1,22

В качестве варьируемых факторов для проведения экспериментальных исследований процесса обжима трубных заготовок приняты Х\ - угол конусности матрицы <р, Х-± — отношение радиусов второй и первой ступеней поковки т, Xз - исходная толщина стенки заготовки ¿о

В качестве выходных параметров (функции отклика), характеризующих процесс деформирования, приняты удельная сила процесса (Р! Б)/сг §, отнесенная к пределу текучести исходного материала сг0 и относительная толщина стенки заготовки на конусе 1К //0

С учетом рассчитанных коэффициентов, уравнения регрессии для выходных параметров (удельная сила процесса - у4, относительная толщина стенки поковки на конусе — у 5 ) принимают вид

Показано, что увеличение величины т с 0,65 до 0,85 при неизменных толщине стенки поковки и угле конусности матрицы, приводит к уменьшению силовых параметров на 35 - 50 % Установлено, что при величине т = 0,65 утолщение стенки на конусе достигает максимального значения /¿о =1,28-1,36 Показано, что оптимальные углы смещаются в сторону больших углов при снижении т и лежат в интервале = 12 - 20 °

При сравнении значений толщин стенок на конусах ^ поковок, полученных обжимом и обжимом с утонением стенки трубных заготовок показано незначительное их отличие в достаточно больших диапазонах отношений ¿/¿о и величин т Но малым величинам т = 0,75 - 0,65 при отношениях = 0,9 - 0,8 соответствует утолщение стенки на конусе до 45%, что приводит к значительным отклонениям от требуемой геометрии поковки

Установлено, что штамповка точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок с т>0,85 и ///О >0,9 позволяет изготавливать поковки с высокой геометрической точностью при использовании более короткой заготовки чем при обжиме

Рассмотрены машинные диаграммы «сила - путь инструмента» для процессов обжима и обжима с утонением стенки трубных заготовок

у4 = 1 58 + 0,113*! - 0,47х2 - 0,049*3 + 0,08*^2 + + 0,08*!*! - 0,171*2*2 3>5 =1 21+ 0,044*1 - 0,09*2 ~ 0,016*3 + 0,02*2*з + 0,02*3*3

(22)

(23)

Определена принципиальная разница в наличии основных характерных стадий процессов В процессе обжима с утонением при переходе от стадии обжима к стадии утонения наблюдается скачек силы процесса, который снижается с уменьшением угла конусности матрицы

Показано, что скачек силы на матрице с углом конусности <р = 22° при т = 0,85 и I //0 = 1 составляет 27% всей силы операции (Рис 9) На матрице с теми же значениями яг = 0,85 и //¿о=1, но при угле конусности матрицы <2> = 12° скачек силы составляет 18% всей силы процесса Установлено, что оптимальные углы конусности матрицы, характеризующиеся минимальной удельной силой процесса при обжиме с утонением стенки заготовки меньше чем при обжиме

В пятом разделе диссертационной работы представлены результаты экспериментальных исследований процесса безотходного разделения трубного проката на заготовки, который заключается в следующем трубу зажимают в патроне токарного станка, дисковым ножом продавливают канавку (концентратор напряжений) на определенную глубину при вращении После чего отгибают конец заготовки самоустанавливающимся подшипником на определенный угол Таким образом, консольная нагрузка, приложенная к краю вращаемой заготовки создает знакопеременные деформации в поперечном сечении по канавке, накопление которых приводит к отделению заготовки от трубы [2,5]

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований созданы рекомендации по расчету технологических параметров процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок, которые использованы при разработке нового технологического процесса изготовления поковок детали «Переходник трубопровода» из стали 20 Данный технологический процесс принят к внедрению в опытном производстве на ОАО «ТНИТИ» Технико-экономическая эффективность описанного процесса связана с сокращением сроков производства, трудоемкости изготовления поковки на 20% (уменьшение объема механической обработки), уменьшением металлоемкости заготовки на 10% за счет сокращения величины припусков и геометрической точности изготавливаемой поковки

Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета

——-

О 20 ла Ш БО ¡-Jyjk 1М

Рис. 9 Диаграмма «сила - путь инструмента» 1 - обжим, 2 - обжим с утонением стенки

В приложениях содержатся текст программы для ЭВМ, акты внедрения полученных результатов диссертационной работы в промышленности и учебном процессе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Работа посвящена решению актуальной народнохозяйственной задачи, имеющей важное значение для автомобиле-, судо-, авиастроения, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения и состоящей в теоретическом и экспериментальном обосновании технологических режимов деформирования, обеспечивающих повышение эффективности процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок

В процессе теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты и выводы

1 Создана математическая модель процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок с учетом упрочнения и разупрочнения металла в процессе деформирования

2 Установлены закономерности влияния технологических параметров и геометрии инструмента на силовые режимы и предельные возможности процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок

Показано, что уменьшение т с 0,9 до 0,85 не оказывает существенного влияния на изменение удельной силы процесса и увеличение ее не превышает 5% Определено, что уменьшение отношения //¿о с 1 до 0,8 сопровождается увеличением удельной силы процесса в среднем на 15 - 20% при прочих равных условиях деформирования Показано, что уменьшение отношения (/^ с 1 до 0,8 сужает область устойчивого протекание процесса при »г = 0,85 с р = 7 - 23 ° до <р = \\-\6°

Показано, что учет разупрочнения при смене знака пластической деформации существенно уточняет удельную силу процесса Учет разупрочнения при смене знака пластической деформации при расчете удельной силы процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок позволил снизить величину р на 5—20% по сравнению с расчетом без учета разупрочнения и расширить границы области устойчивого протекания процесса в среднем на 5°

3 Проведены экспериментальные исследования процесса обжима с утонением трубных заготовок, получены экспериментальные зависимости изменения толщины стенки на конусе поковки и силовых режимов процесса от технологических параметров и геометрии инструмента

Показано, что увеличение отношения толщин стенок второй и первой ступеней поковки Г/Го с 0 8 до 1 приводит к уменьшению потребной удельной

силы процесса на 10 - 25%, а увеличение величины т с 0,65 до 0,85 приводит к уменьшению силовых параметров на 20-25% Установлено, что на увеличение толщины стенки на конусе заготовки оказывает наибольшее влияние изменение отношения толщин стенок второй и первой ступеней поковки. При отношении ¿/¿О = 0,8 утолщение стенки поковки на конусе достигает максимального значения =1,35-1,45 Установлено, что оптимальные углы конусности матрицы, характеризующиеся минимальной удельной силой процесса находятся в интервале (р = 12 -15 °

Установлено, что расхождение теоретических расчетов удельной силы процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок с экспериментальными значениями не превышает 15%

4 Проведены экспериментальные исследования процесса обжима трубных заготовок, получены экспериментальные зависимости изменения толщины стенки на конусе поковки и силовых режимов процесса от технологических параметров и геометрии инструмента

Показано, что увеличение величины т с 0,65 до 0,85 при неизменных толщине стенки заготовки и угле конусности матрицы, приводит к уменьшению силовых параметров на 35 - 55 % Установлено, что при величине т = 0,65 утолщение стенки на конусе достигает максимального значения ек /10 = 1;28 -1,36 Показано, что оптимальные углы смещаются в сторону больших углов при снижении т и лежат в интервале ^> = 12-20°

5 Установлено, что уменьшение г7?о с 1 до 0,8 при т = 0,85 сужает границы устойчивого протекания процесса (утолщение торца менее 1%) с <^==12-24° до (» = 12-14°. При т = 0,8 процесс протекает устойчиво только с //= 1 в пределах <3 = 12-18° Показано, что при т<0,8 с ?/?0<1 наблюдается осадка торца поковки с увеличением его толщины для любых углов конусности матрицы (р Так, при т = 0,65, г = 0,8 и <р = 32 ° утолщение торца поковки достигает максимального значения //0 = 1,22

При сравнении значений толщин стенок на конусах поковок, полученных обжимом и обжимом с утонением стенки трубных заготовок показано незначительное их отличие в достаточно больших диапазонах отношений <//о и величин т Но малым величинам т = 0,75 -0,65 при отношениях - 0,9 - 0,8 соответствует утолщение стенки на конусе до 45%, что приводит к значительным отклонениям от требуемой геометрии поковки

Установлено, что штамповка точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок с т> 0,85 и /7/д > 0,9 позволяет изготавливать поковки с высокой геометрической точностью при использовании более короткой трубной заготовки чем при обжиме

Определена принципиальная разница в наличии основных характерных стадий процессов обжима и обжима с утонением стенки заготовки Показано

что оптимальные углы конусности матрицы, характеризующиеся минимальной удельной силой процесса при обжиме с утонением меньше чем при обжиме

6 Разработаны научно-обоснованные рекомендации по проектированию технологических процессов изготовления точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок

7 Разработан технологический процесс изготовления поковок детали «Переходник трубопровода» из малоуглеродистой стали, включающий в себя операцию штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок, результаты исследований использованы в промышленности и учебном процессе

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Голыш ев A.A., Басалаев Э.П., Дамберг Е.С. Экспериментальные исследования процесса обжима с утонением. // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. — Тула: ТулГУ, Вып. 2,2004. - С. 168 -177.

2. Голышев A.A., Басалаев Э.П., Бикмухаметов A.B. Экспериментальные исследования процесса безотходной отрезки трубной заготовки. // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ, Вып. 3,2004. — с. 106 -112.

3. Голышев A.A., Басалаев Э.П., Басалаев Д.Э. Влияние механических свойств металла, подвергнутого холодной пластической деформации на последующее формоизменение. // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ, Вып. 2,2005. - С. 222 - 230.

4. Голышев A.A. Экспериментальные исследования обжима трубных заготовок в конической матрице // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 2. - С. 299 - 305.

5 Басалаев Э П , Голышев А А Экспериментальные исследования безотходной отрезки трубной заготовки - Тул гос ун-т - Тула, 2004. - 19 с ил - Библиогр 4 назв - Рус - Деп В ВИНИТИ 22 04 04, № 673-В2004

6 Басалаев Э П, Голышев А А Экспериментальные исследования процесса обжима с утонением Тул гос ун-т - Тула, 2004 - 19 с. ил -Библиогр 4 назв - Рус - Деп В ВИНИТИ 22 04 04, № 672-В2004

7 Дамберг Е.С, Голышев А А Расчет и проектирование технологий получения конусно — ступенчатых трубных деталей методами холодной обработки металлов давлением // XXIX Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов - M : МАТИ, 2003 - Том 1 -С 78-79.

8 Басалаев Э П, Голышев А А Знакопеременное деформирование и высокоэффективные процессы холодной объемной штамповки // Прогрессивные методы и технологическое оснащение процессов обработки металлов давлением сб тезисов международ науч -техн конф - СПб, 2005 -С 41-43

9 Голышев А А Верхнеграничный анализ процесса обжима с утонением стенки трубной заготовки // XXXIII Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов - М МАТИ, 2007 -Том 1 -С 215 - 217

Подписано в печать ar /Л2007 Формат бумаги 60x84 ух6. Бумага офсетная.

Усл. печ. л. 1,1. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ SS"0.

Тульский государственный университет. 300600, г Тула, просп. Ленина, 92

Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300600, г Тула, ул Болдина, 151.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Технологические аспекты процессов холодной штамповки изготовления полых осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки.

1.2 Основные свойства металлов, подвергнутых предварительной холодной пластической деформации.

1.3 Теоретические методы определения силовых и кинематических параметров холодной штамповки.

1.4 Цель работы и задачи исследования.

2 ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ХОЛОДНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА ИЗМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ ПРИ ПОСЛЕДУЮЩЕМ ФОРМОИЗМЕНЕНИИ.

2.1 Предел текучести при растяжении (сжатии) после предшествующей деформации растяжения (сжатия).

2.2 Предел текучести при сжатии (растяжении) после предшествующей деформации растяжения (сжатия).

2.3 Экспериментальные значения критических напряжений при обжиме труб в конических матрицах.

Перед отечественным машиностроением стоит задача по разработке принципиально новых технологий и оборудования, конкурентоспособных на мировом рынке, позволяющих изготавливать изделия при наименьших затратах на их производство. В настоящее время повышение эффективности процессов холодной штамповки остается одной из важных задач промышленного производства. Наименьшая трудоемкость, высокая производительность, возможность ресурсосбережения - это основные требования, предъявляемые к внедряемым методам изготовления того или иного класса изделий.

В различных отраслях промышленности широко используются ступенчатые трубные детали с переменными диаметром и толщиной стенки, где ступени с меньшим диаметром соответствует меньшая толщина стенки (переходники трубопроводов высокого давления, ниппели, сопла и т.д.). При существующих методах их изготовления коэффициент использования материала не превышает 0,5 при механической обработке толстостенной трубы и 0,85 при обжиме трубных заготовок с достаточно большим припуском под последующую механическую обработку. Одним из путей повышения эффективности процессов холодной объемной штамповки является изготовление точных поковок близких по своим геометрическим параметрам к готовому изделию. Штамповка трубных заготовок с изменением диаметров и утонением стенки позволит значительно повысить эффективность изготовления ступенчатых деталей за счет снижения сроков их производства, повышения коэффициента использования материала и снижения трудоемкости последующей механической обработки.

В связи с чем, актуальным является дальнейшее развитие теоретических и экспериментальных исследований для разработки научно-обоснованных методик по реализации процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок.

Работа выполнена в соответствии с грантом Президента РФ на поддержку ведущих научных школ на выполнение научных исследований (гранты № НШ-1456.2003.8 и № НШ-4190.2006.8), государственным контрактом Федерального агентства по науке и инновациям (№02.513.11.3299), грантом РФФИ №04-01-96712-р2004центр «Математическое моделирование процессов знакопеременного деформирования металлов и их сплавов» (2004-2006 гг.).

Цель работы. Повышение эффективности процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок путем теоретического и экспериментального обоснования технологических режимов деформирования, обеспечивающих уменьшение трудоемкости, металлоемкости и сокращения сроков изготовления точных осесимметричных поковок.

Автор защищает:

- математическую модель процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок в конических матрицах с учетом упрочнения и разупрочнения металла в процессе деформирования;

- закономерности влияния технологических параметров и геометрии инструмента на силовые режимы и предельные возможности процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок;

- экспериментальные зависимости изменения толщины стенки на конусе поковки и силовых режимов процессов обжима и обжима с утонением от технологических параметров и геометрии инструмента;

- закономерности влияния технологических параметров и геометрии инструмента на формирование геометрических показателей качества изготавливаемых осесимметричных поковок обжимом с утонением;

- рекомендации по проектированию технологических процессов изготовления точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок;

- технологический процесс изготовления точной осесимметричной поковки с переменными диаметром и толщиной стенки из трубной заготовки детали «Переходник трубопровода» из малоуглеродистой стали.

Научная новизна:

- установлены закономерности изменения силовых режимов и предельных возможностей пластического формоизменения от технологических параметров и геометрии инструмента на основе разработанной математической модели процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок с учетом упрочнения и разупрочнения металла в процессе деформирования;

- выявлены рациональные режимы формоизменения, обеспечивающие требуемые геометрические показатели качества изготавливаемых поковок из стали 20 на основе разработанной математической модели процесса обжима с утонением стенки.

Методы исследования. Деформированное состояние заготовки в процессе штамповки осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок принимается плоским, что оправдано малыми отношениями толщины стенки заготовки к диаметру. Решение плоской задачи осуществлено методом верхних оценок с использованием ЭВМ путем построения разрывного поля скоростей, состоящего из жестких блоков. Средние значения интенсивностей касательных напряжений на линиях разрыва определялись из уравнений для работ упрочнения при переходе через линии разрыва. При проведении экспериментальных исследований использованы современные испытательные машины и регистрирующая аппаратура. Обработка опытных данных проводилась методами математической статистики.

Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованием теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью постановки задач, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными как лично автором, так и другими исследователями, а также использованием результатов работы в промышленности.

Практическая значимость. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по расчету технологических параметров процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок, обеспечивающие требуемые геометрические показатели качества изготавливаемых поковок из малоуглеродистой стали.

Реализация работы. Разработан технологический процесс, обеспечивающий уменьшение трудоемкости и металлоемкости изготовления точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок. Технологический процесс принят к внедрению в опытном производстве на ОАО «ТНИТИ» (г. Тула). Отдельные результаты исследований использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов, в дисциплинах «Технология листовой штамповки» и «Новые технологические процессы и оборудование» для студентов, обучающихся по направлениям 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» и 150400 «Технологические машины и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением».

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международной молодежной научной конференции XXIX «Гагаринские чтения» (г. Москва: МГТУ «МАТИ», 2003, 2007 г.), на международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию кафедры

Высокоэнергетические устройства автоматических систем» (г. Санкт-Петербург: БГТУ «Военмех» им. Д.Ф. Устинова, 2005 г.), на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2002-2007 гг.).

Публикации. Основные научные результаты проведенных исследований отражены в 4 статьях центральной печати в межвузовских сборниках научных трудов входящих в «перечень ведущих научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора наук», в 2 статьях других научных изданий и 3 тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций объемом 3,6 печ. л.; из них авторских -1,5 печ. л.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 125 наименований, 3 приложений и включает 93 страницы машинописного текста, содержит 78 рисунков и 17 таблиц. Общий объем -151 страница.

4.6 Основные результаты и выводы

1. Показано, что увеличение отношения толщин стенок второй и первой ступеней поковки t/tQ с 0.8 до 1 приводит к уменьшению потребной удельной силы процесса на 10 - 25%, а увеличение величины т с 0,65 до 0,85 приводит к уменьшению силовых параметров на 20 -25%. Установлено, что на увеличение толщины стенки на конусе заготовки оказывает наибольшее влияние изменение отношения толщин стенок второй и первой ступеней поковки. При отношении ///о =0,8 утолщение стенки поковки на конусе достигает максимального значения tK/t о =1,35 + 1,45. Установлено, что оптимальные углы конусности матрицы, характеризующиеся минимальной удельной силой процесса находятся в интервале = 12 + 15°.

2. Установлено, что расхождение теоретических расчетов удельной силы процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок с экспериментальными значениями не превышает 15%.

3. Показано, что увеличение величины т с 0,65 до 0,85 при неизменных толщине стенки заготовки и угле конусности матрицы, приводит к уменьшению силовых параметров на 35 - 55 %. Установлено, что при величине т = 0,65 утолщение стенки на конусе достигает максимального значения tK/tQ =1,28 + 1,36. Показано, что оптимальные углы смещаются в сторону больших углов при снижении т и лежат в интервале (р = 12 + 20

4. Установлено, что уменьшение t/tQ с 1 до 0,8 при т = 0,85 сужает границы устойчивого протекания процесса (утолщение торца менее 1%) с <^> = 12 + 24° до (р = 12 ч-14°. При тя = 0,8 процесс протекает устойчиво только с t /tQ = 1 в пределах <^ = 12 + 18°. Показано, что при тя<0,8 с t/tQ< 1 наблюдается осадка торца поковки с увеличением его толщины для любых углов конусности матрицы (р. Так, при /72 = 0,65, ///0=0,8 и (р = Ъ2° утолщение торца поковки достигает максимального значения tT //0 = 1,22.

5. При сравнении значений толщин стенок на конусах tд. поковок, полученных обжимом и обжимом с утонением стенки трубных заготовок показано незначительное их отличие в достаточно больших диапазонах отношений t/tQ и величин т. Но малым величинам т = 0,75 + 0,65 при отношениях t / tQ = 0,9 + 0,8 соответствует утолщение стенки на конусе до 45%, что приводит к значительным отклонениям от требуемой геометрии поковки.

6. Установлено, что штамповка точных осесимметричных поковок с > переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок с m > 0,85 и tltg> 0,9 позволяет изготавливать поковки с высокой геометрической точностью при использовании более короткой трубной заготовки чем при обжиме.

7. Определена принципиальная разница в наличии основных характерных стадий процессов обжима и обжима с утонением стенки заготовки. Показано, что оптимальные углы конусности матрицы, характеризующиеся минимальной удельной силой процесса при обжиме с утонением меньше чем при обжиме.

5 ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКОВКИ ДЕТАЛИ «ПЕРЕХОДНИК ТРУБОПРОВОДА»

Высота поковки, обеспечивающая возможность получения детали требуемых размеров после обжима с утонением, определяется из условия постоянства объема, а диаметр и толщина стенки заготовки принимаются равными диаметру и толщине стенки начального опорного цилиндрического участка детали (соответственно D и s, рис. 5.1).

Конический и цилиндрический (диаметром d) участки детали после обжима имеют разную толщину стенки. Если считать, что толщина стенки конического участка изменяется от tQ до tK по линейному закону, то tK можно определить по формуле, предложенной Ю.А. Аверкиевым для операции обжима [1].

Так как процесс обжима с утонением характеризуется интенсивным утолщением на коническом участке заготовки, то с учетом поправочного коэффициента равного t/tQ формула 5.1 перепишется в виде

Исходя из выше предложенных, зависимостей условие постоянства объема заготовки и полученной из нее детали может быть представлено в следующем виде

5.1)

5.2)

JiDHtQ = nDhQtQ +—(£> + d)ltcp + ndht , л

5.3) D

1 /

1 /

Рис. 5.1. Расчетная схема заготовки для операции обжима с утонением

Учитывая, что l = ^(D-d)/s'ma (см. рис. 5.1) и используя уравнение (5.3), можно получить формулу для определения высоты заготовки: нзаг=^0 +

D2-d2

1+ lD 1 ) 1 dKt/t(})

8£>sina V d (t/t0) D

5.5)

В приведенной формуле D-d диаметры срединных поверхностей цилиндрических участков детали, a kg и h - высоты цилиндрических участков диаметром Dud соответственно. Аверкиевым Ю.А. экспериментально установлено, что расчетная высота заготовки для обжима без утонения, полученная по формулам основанным на свойстве постоянства объемов, несколько меньше фактической. Это объясняется тем, что при выводе формулы не учитывался объем металла, находящийся в местах сопряжения цилиндрических и конических участков детали ( точка а и Ъ на рис. 5.1). В связи с этим данные расчета по формуле 5.5 необходимо увеличить на 5 - 10%. Судить о точности представленного выше расчета можно основываясь на результаты экспериментальных исследований.

Данный расчет заготовки для операции обжима с утонением стенки трубной заготовки дает хорошую сходимость с результатами эксперимента. По десяти из тринадцати строчкам плана эксперимента отклонение по длине получаемой заготовки не превышало 2 %. Существенные отклонения в 3 - 7% соответствовали трем опытам, характеризующимся максимальными степенями формоизменения из исследуемого диапазона.

По вышеописанной методике был произведен расчет заготовки для операции обжима с утонением стенки заготовки. В связи с тем, что данные расчета по формуле 5.5 необходимо увеличить на 5 - 10%. Нзаг для проведения эксперимента выбрали равной Нзаг = 80мм.

Одним из самых эффективных способов получения трубных заготовок для штамповочных операций является безотходный способ разделения трубного проката на заготовки, схема которого представлена на рис. 5.2.

Безотходный способ разделения трубы на заготовки заключается в следующем: трубу 3 зажимают в патроне токарного станка 1, роликом определенной формы 2 продавливают канавку (концентратор напряжений) на определенную глубину при вращении. После чего отгибают конец заготовки самоустанавливающимся подшипником на величину S. Таким образом, консольная нагрузка, приложенная к краю вращаемой заготовки создает знакопеременные деформации в поперечном сечении по канавке, накопление которых ведет к отделению заготовки от трубы. Отделение заготовки от трубы происходит без снятия стружки [8,10].

Для отработки данного способа отрезки трубных заготовок использовались трубы из стали 3 наружным диаметром DHap =21,5мм и толщиной стенки t = 2,5мм.

В процессе эксперимента были произведены замеры времени и силы процесса при различных относительной глубине врезания (h/t) -(0.5;0.6;0.7), относительной длине заготовки (ЫDmp) - (5;6;7) и угле отклонения свободного конца заготовки а (1; 1.25; 1.5), где h - глубина канавки; L - длина отрезаемой заготовки; а - угол отгиба заготовки, который создается за счет перемещения S. Измерения перемещения трубной заготовки (на величину равную при пересчете необходимому углу отклонения) проводилось с помощью индикатора часового типа ИЧ-10 Гост 577-60 с точность до 0,01 мм, а сила с помощью манометра. Выходными параметрами были выбраны время отрезки Т и сила отгиба заготовки Р (кН). з

6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа посвящена решению актуальной народнохозяйственной задачи, имеющей важное значение для автомобиле-, судо-, авиастроения, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения и состоящей в теоретическом и экспериментальном обосновании технологических режимов деформирования, обеспечивающих повышение эффективности процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок.

В процессе теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты и выводы:

1. Создана математическая модель процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок с учетом упрочнения и разупрочнения металла в процессе деформирования.

2. Установлены закономерности влияния технологических параметров и геометрии инструмента на силовые режимы и предельные возможности процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок.

Показано, что уменьшение т с 0,9 до 0,85 не оказывает существенного влияния на изменение удельной силы процесса и увеличение ее не превышает 5%. Определено, что уменьшение отношения t/tft с 1 до 0,8 сопровождается увеличением удельной силы процесса в среднем на 15 - 20% при прочих равных условиях деформирования. Показано, что уменьшение отношения t/tQ с 1 до 0,8 сужает область устойчивого протекание процесса при m = 0,85 с (р = 1 + 23° до = 11 ч-16

Показано, что учет разупрочнения при смене знака пластической деформации существенно уточняет удельную силу процесса. Учет разупрочнения при смене знака пластической деформации при расчете удельной силы процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок позволил снизить величину р на 5-К20% по сравнению с расчетом без учета разупрочнения и расширить границы области устойчивого протекания процесса в среднем на 5°.

3. Проведены экспериментальные исследования процесса обжима с утонением трубных заготовок, получены экспериментальные зависимости изменения толщины стенки на конусе поковки и силовых режимов процесса от технологических параметров и геометрии инструмента.

Показано, что увеличение отношения толщин стенок второй и первой ступеней поковки tlty с 0.8 до 1 приводит к уменьшению потребной удельной силы процесса на 10 - 25%, а увеличение величины т с 0,65 до 0,85 приводит к уменьшению силовых параметров на 20 - 25%. Установлено, что на увеличение толщины стенки на конусе заготовки оказывает наибольшее влияние изменение отношения толщин стенок второй и первой ступеней поковки. При отношении t/tQ =0,8 утолщение стенки поковки на конусе достигает максимального значения tK/tg =1,35-г 1,45. Установлено, что оптимальные углы конусности матрицы, характеризующиеся минимальной удельной силой процесса находятся в интервале ^ = 12 + 15°.

Установлено, что расхождение теоретических расчетов удельной силы процесса штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок с экспериментальными значениями не превышает 15%.

4. Проведены экспериментальные исследования процесса обжима трубных заготовок, получены экспериментальные зависимости изменения толщины стенки на конусе поковки и силовых режимов процесса от технологических параметров и геометрии инструмента.

Показано, что увеличение величины т с 0,65 до 0,85 при неизменных толщине стенки заготовки и угле конусности матрицы, приводит к уменьшению силовых параметров на 35 - 55 %. Установлено, ' что при величине т = 0,65 утолщение стенки на конусе достигает максимального значения tK/tg =1,28 + 1,36. Показано, что оптимальные углы смещаются в сторону больших углов при снижении т и лежат в интервале (р =12 + 20

5. Установлено, что уменьшение t/tg с 1 до 0,8 при т = 0,85 сужает границы устойчивого протекания процесса (утолщение торца менее 1%) с <р = 12 + 24° до <р = 12 + 14°. При т = 0,8 процесс протекает устойчиво только с 11 tg = 1 в пределах <р = 12 + 18°. Показано, что при т< 0,8 с t / tg < 1 наблюдается осадка торца поковки с увеличением его толщины для любых углов конусности матрицы (р. Так, при т = 0,65, t/tg=Q$ и (р = Ъ2° утолщение торца поковки достигает максимального значения tT/t0 =1,22.

При сравнении значений толщин стенок на конусах t^ поковок, полученных обжимом и обжимом с утонением стенки трубных заготовок показано незначительное их отличие в достаточно больших диапазонах отношений t/tg и величин т. Но малым величинам w = 0,750,65 при отношениях t/tg = 0,9 + 0,8 соответствует утолщение стенки на конусе до 45%, что приводит к значительным отклонениям от требуемой геометрии поковки.

Установлено, что штамповка точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок с w > 0,85 и ?/?о>0,9 позволяет изготавливать поковки с высокой геометрической точностью при использовании более короткой трубной заготовки чем при обжиме.

Определена принципиальная разница в наличии основных характерных стадий процессов обжима и обжима с утонением стенки * заготовки. Показано, что оптимальные углы конусности матрицы, характеризующиеся минимальной удельной силой процесса при обжиме с утонением меньше чем при обжиме.

6. Разработаны научно-обоснованные рекомендации по проектированию технологических процессов изготовления точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок.

7. Разработан технологический процесс изготовления поковок детали «Переходник трубопровода» из малоуглеродистой стали, включающий в себя операцию штамповки точных осесимметричных поковок с переменными диаметром и толщиной стенки из трубных заготовок, результаты исследований использованы в промышленности и учебном процессе.

1. Аверкиев Ю.А. Холодная штамповка: Формоизменяющие операции, -Ростов: Изд-во Ростовского университета, 1984. 288 с.

2. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки. М.: Машиностроение. 1989. 304с.

3. Алюшин Ю.А. Исследование процессов обработки металлов давлением с помощью кинематически возможных полей скоростей: Учебное пособие по курсу ТОМД. Ростов-на-Дону : РИСХМ, 1978. - 99 с.

4. Алюшин Ю.А. Поле скоростей при пластическом формоизменении в условиях сложного напряженного состояния// Известия вузов. Черная металлургия,- 1970.- №6.- С. 99-103.

5. Андреев Г.И., Смирнов С.А., Тихомиров В.А. В помощь написания диссертации и рефератов: основы научной работы и оформление результатов научной деятельности: Учеб. Пособие. М.: Финансы и статистика, 2004. - 272 с.

6. Басалаев Э.П, Голышев А.А Экспериментальные исследования процесса обжима с утонением Тул. гос. ун-т. Тула, 2004. - 19 с.: ил. -Библиогр.: 4 назв. - Рус. - Деп. В ВИНИТИ 22.04.04, № 672-В2004

7. Басалаев Э.П, Голышев А.А. Экспериментальные исследования безотходной отрезки трубной заготовки. Тул. гос. ун-т. - Тула, 2004. - 19 е.: ил. - Библиогр.: 4 назв. - Рус. - Деп. В ВИНИТИ 22.04.04, № 673-В2004

8. Басалаев Э.П, Голышев А.А., Дамберг Е.С. Экспериментальные исследования процесса обжима с утонением. // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением.- Тула: ТулГУ, Вып. 2, 2004. С. 168 -177.

9. Басалаев Э.П. Обжим трубных заготовок с утонением стенки дисс. на соискание канд. техн. наук. - Тула. - ТулГУ. - 1986.

10. Басалаев Э.П., Сорвина О.В., Сизова И.А. Штамповка заготовок сопловых блоков из высокопрочных сталей // Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов. Сборник научных трудов, - Вып.З. -ТулГУ. - 2003 г. - С. - 435 - 438.

11. Брюханов А. Н. Ковка и объемная штамповка. М.: Машиностроение, 1975,- 408с.

12. Валиев С. А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материйюв. М.: Машиностроение, 1973. - 176 с.

13. Васильев Д.М. О природе эффекта Баушингера. В кн.: Некоторые проблемы пластичности твердого тела. М., 1971. С. 148-158.

14. Воронцов A.JI. Напряженное состояние заготовки при выдавливании с раздачей // Кузнечно-штамповочное производство. 1997. №7. С. 15-19.

15. Голышев А.А. Верхнеграничный анализ процесса обжима с утонением стенки трубной заготовки // XXXIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2007.-Том 1.-С. 215 - 217.

16. Голышев А.А. Экспериментальные исследования обжима трубныхзаготовок в конической матрице // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 2. - С. 299 - 305

17. Горбунов М.Н. Штамповка деталей из трубных заготовок. М.: Машгиз, 1960.

18. Гоффман 0., Закс Г. Введение в теорию пластичности, -М.; Машгиз, 1957.-280 с.

19. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1967. - 340 с.

20. Грудев А.П., Зильберг Ю.В., Тилик В.Т. Трение и смазки при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1982 .-312 с.

21. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов, в трех томах. М.: Металлургиздат, I960. - T.I. - 376 с. - Т.П. - 416 с. - Т.Ш. - 307 с.

22. Гуляев Г.И., Войцеленок C.J1. Качество электросварных труб.- М.:, «Металлургия», 1978. 256 с.

23. Гун Г.Я. Математическое моделирование обработки металлов давлением: Уч. пособие. М.: Металлургия. 1983. 352 с.

24. Гун Г.Я. Теоретические основы обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1980. - 456 с.

25. Гун Г.Я., Полухин П.И. и др. Пластическое формоизменение металлов. М.: Металлургия, 1968. - 416 с.

26. Дель Г.Д., Хван Д.В., Балакирев А.Н. Об устойчивости пластического растяжения анизотропно упрочняющихся тел .//Известия вузов. Машиностроение. 1992.- №4-6. С. 29-33.

27. Джонсон В., Кудо X. Механика процесса выдавливания металла. М,: Металлургия, 1965. - 174 с.

28. Джонсон У., Меллор П. Теория пластичности для инженеров. М.: Мир, 1979.- 568 с.

29. Дьяченко С.С., Кузьменко Е.А., Кузьменко В.И. Пути повышения качества деталей и совершенствования технологии холодной объемной штамповки. Кузнечно-штамповочное производство. - 1997, № 6. - С. 1215.

30. Ершов В.И. Совмещенные процессы штамповки из трубных заготовок // Кузнечно-штамповочное производство. 2000. №6. С. 21-22.

31. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация / Перевод с английского Б.И. Квасова. Под ред. Н.С. Бахвалова. М.: Мир. 1984. 125с.

32. Золоторевский B.C. Механические свойства металлов. Учебник для вузов. М.: МИСИС, 1998. - 400 с.

33. Ивлев Р. Р. Теория идеальной пластичности. — М.: Наука, 1966. 232 с.

34. Ильюшин А.А. Пластичность. М.-Л.: ГТИ, 1948. - 4.1.-346 с.

35. Канторович JI.B., Крылов В.И. Приближенные методы высшего анализа. M.-JL: Гостехиздат, 1952. - 696 с.

36. Качанов J1.M. Основы теории пластичности. М: Наука, 1969. - 420 с.

37. Ковка и объемная штамповка: Справочник: В 2 т. / Под ред. М. В. Сторожева. 2-е изд., перерараб. - М.: Машиностроение, 1968. Т. 2. - 448 с.

38. Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т./Ред. Совет: Е.И. Семенов (пред) и др. М.: Машиностроение, 1985 - Т.1. Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка / Под ред. Е.И. Семенова. 1985. - 568 е., ил.

39. Ковка и штамповка: справочник: В 4 т. Т. 4 Листовая штамповка/Под ред. А.Д. Матвеева; Ред. Совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1985 - 1987. - 544 е.: ил.

40. Колмогоров В.Л. Напряжение, деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970. - 229 с.

41. Красовский Г.И., Филаретов Г.Ф. Планирование эксперимента. -Мн.: Изд-во БГУ, 1982. 302 е., ил.

42. Кроха В.А. Кривые упрочнения металлов при холодной деформации. М.: «Машиностроение», 1968, - 131 с.

43. Кроха В.А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации (справочник). М.: Машиностроение, 1980, - 157 с.

44. Кузнецов В.П., Ренне И.П., Рогожин В.Н. Холодное выдавливание полых цилиндрических изделий из малоуглеродистой стали. Тула: Приок. кн. изд-во, 1976. - 72 с.

45. Кухарь В.Д., Пасько А.Н., Сизова И.А. Свободный обжим трубных заготовок. // Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением. Сборник научных трудов, Часть 2. - Тула, 2003. - С. 62-65.

46. Ланберт Е.Р., Мета Х.С., Кобаяши ХС. Новый метод верхней границы для расчета установившихся процессов пластической деформации // Конструирование и технология машиностроения. Труды американского общества инженеров-механиков. Русск, пер. - 1972. - № 4.

47. Лясников А.В., Агеев Н.П., Кузнецов Д.П. Сопротивление материалов пластическому деформированию в приложениях к прцессам обработки металлов давлением. БГТУ, 1995. - 308 с.

48. Макарова Л. Л., Басалаев Э.П. Об устойчивости процесса выдавливания трубной заготовки через коническую матрицу/Тульск. политехи, ин-т. Тула, 1982. - 13 с. - Деп. в ВИНИТИ 28.04.82, №2057-82.

49. Марченко А.И., Марченко Л.А. Программирование в среде Turbo Paskal 7.О.: под ред. Тарасенко В.П. 8-е изд. - К.: ВЕК+, СПб.: КОРОНА принт, 2004.-464 с.

50. Математическая теория планирования эксперимента / Под ред. С.М. Ермакова. М.: Наука. 1983. 392с.

51. Материаловедение: Учебник для высших технических заведений. Б. Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапое и др.; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 384 с.

52. Михаленко Ф.П., Сергеев М.К., Шнейберг A.M. Анализ напряженно-деформированного состояния и силовых параметров при комбинированном обратном выдавливании вращающимся пуансоном // Кузнечно-штамповочное производство. 1997. №4. С. 5-8.

53. Могильный Н.И. Ротационная вытяжка оболочковых деталей на станках. М.: Машиностроение, 1983. - 190 с.

54. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. М.: Изд-во иностр. лит., 1954. - 647 с.

55. Налимов В.В., Голикова Т.Н. Логическое основание планирования эксперимента. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия. 1980. 152с.

56. Нахайчук В. Г. Определение напряжений в пластической области осесимметрично деформируемых заготовок // Изв. вузов. Машиностроение. -1983.-№8.-С. 28-31.

57. Непершин Р.И Осесимметричное прессование с малыми и большими обжатиями // Расчеты процессов пластического течения металлов. -М.: Наука, 1973.-С. 71 -83.

58. Нечепуренко Ю.Г. Новые технологии изготовления корпусных цилиндрических изделий // Кузнечно-штамповочное производство. 2001. №10. С. 20-25.

59. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М.: Машиностроение; София: Техника, 1980. - 304 с.

60. Огородников В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением. Киев: Вища школа, 1983. - 175 с.

61. Павлов И.М. Теория прокатки. М.: Металлургиздат, 1950. - 610 с.

62. Пасько А.Н., Сизова И.А. Прямое выдавливание трубных заготовок // Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением. Сб. науч. трудов. - Часть 2. - Тула. - ТулГУ. - 2003 г. - С. 194 -198.

63. Пластическое формоизменение металлов/ С.У.Гун, П.И.Полухин, В.П.Полухин и др. М.: Металлургия, 1968. - 416 с.

64. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин Г.Я. Сопротивление деформации металлов и сплавов: Справочник 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

65. Попов Е.А. и др. Технология и автоматизация листовой штамповки: Учебник для вузов/ Е.А. Попов, В.Г. Ковалев, И.Н. Шубин. М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 480 с.

66. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1977. - 278 с.

67. Попов О. В. Изготовление цельноштампованных тонкостенных деталей переменного сечения. М.: Машиностроение, 1974. - 402 с.

68. Прагер В. Введение в механику сплошных сред. М.: Изд-во иностр. лит., 1963. - 311 е., ил.

69. Ратнер С.И., Данилов Ю.С. Изменение пределов пропорциональности и текучести при повторном нагружении. // Заводская лаборатория. 1950. - №4. С. 468-475.

70. Ренне И. П. Приближенное значение (верхняя оценка) величины давления при прессовании через коническую матрицу// Кузнечно-штамповочное производство. 1965. - М. - С. 7-9.

71. Ресурс пластичности металлов при обработке металлов давлением / А. А. Богатов, О.И. Мирицкий, С.В. Смирнов. М.: Металлургия. 1984. 144 с.

72. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. -6-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1979. - 520 с.

73. Свешников B.C. Прогрессивная технология холодной штамповки. -Л.: ЛЕНИЗДАТ, 1974.-231 с.

74. Секулович М. Метод конечных элементов / Пер. с серб. Зуева Ю.Н. Под ред. В.Ш. Барбакадзе. М.: Стройиздат. 1993. 664 с.

75. Семенов Е.И. Ковка и объемная штамповка. М.: Высшая школа, 1972.-352 с,

76. Сизова И.А. Особенности выдавливания трубной заготовки через коническую матрицу // Известия ТулГУ. Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Выпуск 2. - Тула. - 2003. -С. 36-40.

77. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. М.: «Металлургия». 1973, 496 с.

78. Смирнов-Алиев Г. А., Розенберг В.М. Теория пластических деформаций металлов. Д.: Машгиз, 1956. - 367 с.

79. Сопротивление материалов/ Под ред. акад. АН УССР Писаренко Г.С. 5-е изд., перераб. и доп. - К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. - 775 с.

80. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. -М.: Машиностроение, 1977. 423 с.

81. Таблицы планов эксперимента для факторных полиномиальных моделей: Справочное издание / Под ред. Г.И. Марчука. М.: Металлургия, 1982.-751 с.

82. Талыпов Г.Б. Исследование эффекта Баушингера. // Известия АН СССР. Механика и машиностроение. 1964. - №6. С. 131-137.

83. Талыпов Г.Б. К теории пластичности учитывающей эффект Баушингера. // Инженерный журнал. МТТ. 1966. - №6. - С. 81-88.

84. Тарновский И.Я., Поздеев А.А., Ганаго О.А. и др. Теория обработки металлов давлением. М: Металлургиздат, 1963. - 672 с.

85. Теория обработки металлов давлением. Чачть II. Методы анализов процессов пластического формоизменения: Учеб. пособие/ С.П. Яковлев, Я.А. Соболев, В.И. Трегубов, В.Н. Чудин; Тул. гос. ун-т. Тула, 2002. 146 с.

86. Третьяков А.В., Зюзин В,И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением, 2-е изд.- М.: Металлургия, 1973. - 224 с.

87. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учебник для вузов 9-е изд., перераб. -М.: наука. Гл. ред. физ.-мат. Лит. 1986. - 512 с.

88. Хван Д.В. Технологические испытания металлов. Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1992. - 152 с.

89. Хилл Р. Математическая теория пластичности. М.: ГИТТЛ, 1956. -407 с.

90. Холодная объемная штамповка: Справочник / Под ред. Г. А. Навроцкого. М.: Машиностроение, 1973. - 496 с.

91. Чертавских А.К. Трение и технологическая смазка при обработке металлов давлением. М.: Металлургиздат, 1968. - 298 с.

92. Чудаков П.Д., Коробкин В.Д. Верхняя оценка усилия, необходимого для пластического течения в конической матрице// Кузнечно-штамповочное производство. 1968. - №5. - С. 3-6.

93. Шевченко К.Н. Основы математических методов в теории обработки металлов давлением. М.: Высшая школа, 1970. -351 с.

94. Шипачев B.C. Курс высшей математики: учеб./ под ред. А.Н. Тихонова. 2-е изд., перераб. И доп. - М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2005. - 600 с.

95. Шофман JI.A, Теория и расчеты процессов холодной штамповки. -М.: Машиностроение, 1964. 375 с.

96. Яковлев С. П., Макарова JI.JI., Басалаев Э.П. Верхнеграничные решения задач о пластическом деформировании полых цилиндров при осадке/ Тульск политехи, ин-т. Тула, 1984. - 14 с. -Деп. в ВИНИТИ 21.08.84 и 5948-84.

97. Яковлев С.П., Григорович В.Г. Применение математической статистики и теории планирования эксперимента в обработке металлов давлением. Тула: ТПИ, 1980. - 80 с.

98. Яковлев С.П., Короткое В.А., Яковлев С.С. Интенсификация процесса обжима тонкостенных цилиндрических заготовок. 1995. №8. С. 10 13.

99. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев: Квант, 1997. - 331 с.

100. Akyuiz F.A. "Fedge" A general purpose computer program for finite element data generation User's manual // Jet Propulsion Laboratory, California Inst, of Technology. Pasadena; California; NASA Techn. Memor., Sept. 15, 1969.-P. 33-431.

101. Akyuiz F.A. Natural coordinate sistem, An automatic Input data generation scheme for a Finite Element Method // Nuclear Engineering: and Design. 1969. - v. 11, № 2 - P. 195 - 207.

102. Avitzur Bo Limit Analysia of Diec and Strip Forging//Int» J. MTDR.-9(1969). -P. 165.

103. Braun moves into warm forming // Stell, -1966. -158. -№ 9. -P.49-50.

104. Cavendish D.X. Automatic trangulation of arbitrary domain for Finite Element Method // Int. J. Numer Meth. Eng. 1974 - v.8. - P. 679 - 696.

105. Cold and warm form steel parts to cut costs // "South-aim's Metalwork". -1972 . -35. -№ 7. -P. 12-13.

106. Gordon W.J., Hall C.A. Construction of curvilinear coordinate systems and applications to mesh generation // Int. J. Numer Meth. Eng. 1961 - v.7.- P. 461.

107. Imafuku I., Kodera Y., Sayawaki M., Kono M., A Generelized automatic Mesh Generation scheme for Finite Element Method // Int. J. Numer Meth. Eng.- 1980 v. 15, № 5. - P. 713 - 731.

108. Mtiller K. Ofen an der Presse // -MM-Industrie J. -1972. -78. -№ 37. -S. 809-812.

109. Nagpal V., Lahoti G.D. and Altan T. A Numerical Method for Simultanueus Prediction of Metal Flow and Temperatures in Upset Forging of Rings // Trans. ASME. -100(1978). -Ser, B. -P. 413.

110. Puisque Ie formage a froid est cher.pourguei ne pas essayer Ie formage a chaud ? //Machine medume , -1967. -61. -№ 704. -P. 13-16.

111. Schlowag E. Ein Fluss unter schiedlicher Stempelstim-flahen auf die maximal Umformkraft beim Halbwarm Ruckwartsfliess-pressen von Stahl // Maschinenbau» -1970, -S. 19. № 2.

112. Schlowag E., Pohlmann W. Voruntersuchunfien zum Fliess-pressen von Stahl zwischen Raum-und warmformgebundstemperatur (Halbwarmfliesspressen)// Maschinenbau, -1969c -18J2. -№ 7,- S. 289-294

113. Service life estimation of extrusion dies by numerical simulation of fatigue- crack growth / Sonsuz A., Tekkaya A.E. // Int. J. Mech. Sci. - 1996. - 38, № 5.-P. 527-538.

114. Shaw R.D., Pitchen R.G. Modification of the Suhara Fukuda Method of network generation // Int. J. Numer Meth. Eng. - 1978 - v. 12, № 1. - P. 93 - 99.

115. Suhara J., Zukuda F. Automatic mesh generation for finite element analysis // An Advances in Computational Methods in Structural mechanic and design. 1972.-520 p.

116. Wich C.H. Advantages of warm forming // Mach. product. Eng. 1967.-111.-№2858.-P. 359-362.

117. Zienkewich O.C., Phillips D.V. An automatic mesh generation scheme for plane and curved surfaces by isoparamteric coordinates // Int. J. Numer Meth. Eng. 1971 -v.3.-P. 519-528.vuses crt; var

118. BD:=sqrt((AB*AB)+(AD*AD)+2*AD*AB*cos(aa2+dd2));bb:=yy2-abs(ArcTan(((A-L0-L)/BD)/sqrt(l-sqr((A-L0-L)/BD))));1. CD:=L/abs(sin(bb));

119. BC:=sqrt(BD*BD+CD*CD-2*BD*CD*(cos(yy2)));tt:=abs(ArcTan(((A-LO)/BC)/sqrt( 1 -sqr(((A-L0)/BC)))));

120. Vl:=V0*abs(sin(aa2)/sin(aa2+dd2));

121. Vab :=V0 * abs(sin(dd2)/sin(aa2+dd2));

122. Vbd:=V 1 *abs(sin(tt-dd2)/sin(tt-yy2+bb));

123. V2 :=V 1 * abs(sin(bb+dd2-yy2)/sin(tt-yy2+bb));

124. Vcd:=(VO*LO/L)*abs(sin(tt)/sin(bb+tt));1. V3:=V0*L0/L;

125. Gl:=Vab/Vhab; G2 :=G 1 + Vbd/Vhbd; G3:=G2+Vcd/Vhcd;

126. Tab :=TO+(M/(S+1 ))* (exp(S * ln(G 1))); Tbd:=T0+(M/(S+l))*((exp((S+l)*ln(G2))-exp((S+1 )*ln(Gl )))/(G2-G 1));

127. Tcdl :=T0+(M/(S+1 ))*((exp((S+l )*ln(G3))-exp((S+l)*ln(G2)))/(G3-G2));

128. Tcd2 :=(TO+(M/(S+1 ))* ((exp((S+1 )* ln(G3 ))-exp((S+1 )* ln(G2)))/(G3 -G2)))-M* (exp(S * ln(G2))); Nab:=Tab*AB*Vab; Nbd:=Tbd*BD*Vbd; Ncd:=Tcd2*CD*Vcd; Ncdupr:=Tcdl *CD* Vcd;

129. Tl:=TO+M*exp(S*ln(Gl)); Nad:=0.1 *T1 * AD* VI; T3:=T0+M*exp(S*ln(G3)); Nde.-0.1*T3*20*V3;begin

130. Praz:=l/VO*(Nab+Nbd+Ncd+Nad+Nde)/LO; z/Praz<minP then ma:=aa; z/Praz<minP then md:=dd; //Praz<minP then my:=yy; //Praz<minP then G11 :=G1; //Praz<minP then G22:=G2; z/Praz<minP then G33.-G3;

131. Praz<minP then Tcdupr:=Tcdl; //Praz<minP then Tcdraz:=Tcd2; //Praz<minP then Tab2:=Tab; //Praz<minP then Tbd2:=Tbd; //Praz<minP then minP:=Praz; end',begin

132. Pupr :=1 /VO*(Nab+Nbd+Ncdupr+Nad+Nde)/LO; //Pupr<minPupr then maa:=aa; //Pupr<minPupr then mdd:=dd; //Pupr<minPupr then myy:=yy;